PLCC-2 Soğuk Beyaz LED Veri Sayfası - 3.1mm x 2.8mm x 1.9mm - Gerilim 3.1V - Güç 0.062W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketi kullanan yüksek performanslı bir yüzey montaj LED'in şartnamelerini detaylandırır. Cihaz, zorlu ortamlarda güvenilirlik ve performans için tasarlanmış olup, Soğuk Beyaz renk sıcaklığına sahiptir. Ana tasarım hedefleri, tutarlı ışık çıkışı, geniş görüş açısı ve sağlam yapının çok önemli olduğu otomotiv iç mekan uygulamalarıdır. LED, otomotiv uygulamalarındaki ayrık optoelektronik yarı iletkenler için AEC-Q102 standardına kalifiye edilmiştir; bu da sıcaklık döngüsü, neme dayanıklılık ve uzun süreli çalışma için katı kalite ve güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığını garanti eder.

Bu bileşenin temel avantajları, kompakt form faktörü, paket boyutuna göre mükemmel ışık verimliliği ve ışık dağılımının önemli olduğu arka aydınlatma ve gösterge uygulamaları için uygun olan çok geniş 120 derecelik görüş açısını içerir. Ayrıca RoHS, REACH ve halojensiz standartlar dahil olmak üzere önemli çevre düzenlemelerine uyumludur, bu da onu katı malzeme kısıtlamaları olan modern elektronik tasarımlar için uygun bir seçim haline getirir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Ana çalışma parametreleri, 20mA ileri akım (I_F) standart test koşulu altında tanımlanır. Tipik ışık şiddeti 1800 milikandela (mcd)'dir, üretim grubuna bağlı olarak minimum 900 mcd ve maksimum 3550 mcd'ye kadar belirtilen bir değere sahiptir. İleri gerilim (V_F) tipik olarak 3.1V ölçülür ve 2.5V ile 3.75V arasında bir aralığa sahiptir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Baskın dalga boyu, tipik x ve y değerleri yaklaşık 0.3 olan CIE 1931 kromatiklik koordinatları ile karakterize edilir ve Soğuk Beyaz noktasını tanımlar. Bu koordinatlara ±0.005 tolerans uygulanır.

Cihaz, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açı olarak tanımlanan 120 derecelik geniş bir görüş açısına (2φ) sahiptir. Bu özellik, geniş bir alanda eşit aydınlatma gerektiren uygulamalar için hayati öneme sahiptir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Yönetim

Uzun süreli güvenilirlik sağlamak için cihaz, Mutlak Maksimum Değerlerinin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım 30 mA, maksimum güç dağılımı ise 112 mW'dır. Kısa darbe süreleri için (≤10 μs, görev döngüsü 0.005), 250 mA'lik bir darbe akımı (I_FM) kabul edilebilir. Jonksiyon sıcaklığı (T_J) asla 125°C'yi aşmamalıdır. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ile +110°C arasında belirtilmiştir, bu da otomotiv ortamlarına uygunluğunu teyit eder.

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için kritik öneme sahiptir. Veri sayfası iki termal direnç değeri belirtir: jonksiyondan lehim noktasına olan gerçek termal direnç (R_{th JS gerçek}) maksimum 130 K/W'dır, elektriksel yöntemle türetilen değer (R_{th JS el}) ise 100 K/W'dır. İleri akım düşürme eğrisinde gösterildiği gibi, düşük bir lehim noktası sıcaklığını korumak için yeterli termal rahatlama ve bakır alanına sahip uygun PCB düzeni gereklidir.

2.3 Güvenilirlik ve Uyumluluk Şartnameleri

LED, 8 kV (İnsan Vücudu Modeli, HBM) Elektrostatik Deşarj (ESD) dayanım kapasitesi ile sağlam bir yapı sergiler. Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 3 olarak derecelendirilmiştir, bu da yeniden akış lehimlemesinden önce fabrika zemin koşullarına 168 saate kadar maruz kalabileceğini gösterir. Ayrıca, Korozyon Dayanıklılık Sınıfı B1'i karşılar, bu da korozif atmosferlere karşı direncini artırır. RoHS, AB REACH ve halojensiz standartlara (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) tam uyumluluk teyit edilmiştir.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 IV Eğrisi ve Işık Verimliliği

İleri akım - ileri gerilim (I-V) grafiği karakteristik üstel ilişkiyi gösterir. Tipik 20mA çalışma noktasında gerilim yaklaşık 3.1V'dur. Tasarımcılar bu eğriyi uygun sürücü bileşenlerini seçmek için kullanır. Bağıl ışık şiddeti - ileri akım grafiği, ışık çıkışının tipik çalışma noktasının ötesindeki akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir ve 30mA'nin üzerinde çalıştırılması önerilmez. İleri akım düşürme eğrisi termal tasarım için çok önemlidir, lehim pedi sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli akımın nasıl azaltılması gerektiğini gösterir.

3.2 Sıcaklık Bağımlılığı ve Spektral Özellikler

Bağıl ışık şiddeti - jonksiyon sıcaklığı grafiği, sıcaklık yükseldikçe ışık çıkışında beklenen azalmayı gösterir; bu LED'lerin yaygın bir özelliğidir. Bağıl ileri gerilim - jonksiyon sıcaklığı eğrisi negatif bir eğime sahiptir ve bu bazı devrelerde sıcaklık algılama için kullanılabilir. Hem akıma hem de sıcaklığa karşı kromatiklik koordinat kayma grafikleri minimum değişim gösterir, bu da farklı çalışma koşullarında iyi renk kararlılığı olduğunu belirtir. Dalga boyu karakteristik grafiği, mavi pompalı ve geniş sarı fosfor emisyonlu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'e tipik olan bağıl spektral güç dağılımını tasvir eder.

3.3 Darbe Çalıştırma Yeteneği

İzin verilen darbe işleme kapasitesi grafiği, LED'i DC maksimumdan daha yüksek darbe akımlarıyla sürmek için rehberlik sağlar. Çeşitli görev döngüleri (D) için ileri akım genliğini (I_FA) darbe genişliğine (t_p) karşı çizer. Bu, tasarımcıların ortalama güç limitlerini aşmadan, strobe veya sinyalizasyon uygulamaları için daha yüksek anlık parlaklık elde etmelerine olanak tanır.

4. Gruplandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Ürün, uygulama tasarımında tutarlılık sağlamak için ışık şiddeti ve kromatiklik koordinatlarına dayalı olarak sıralanmış gruplarda mevcuttur.

4.1 Işık Şiddeti Gruplandırması

Işık şiddeti, alfasayısal kodlarla (örneğin, L1, L2, M1... GA'ya kadar) belirlenen çok sayıda gruba ayrılır. Her grup, milikandela (mcd) cinsinden ölçülen belirli bir minimum ve maksimum ışık şiddeti aralığını tanımlar. Bu özel parça numarası için, olası çıkış grupları vurgulanmıştır ve 1120 mcd'den 3550 mcd'ye kadar olan aralıkları (AA'dan CA'ya kadar olan gruplar) içerir; tipik 1800 mcd değeri BA grubu (1800-2240 mcd) içine düşer. ±%8'lik bir ölçüm toleransı uygulanır.

4.2 Kromatiklik Koordinat Gruplandırması

Soğuk Beyaz renk, CIE 1931 (x, y) koordinat sistemine göre sıralanır. Veri sayfası, çeşitli grup kodlarını (örneğin, PK0, HK0, NK0) ve bunlara karşılık gelen dört set (x, y) koordinatıyla tanımlanan dörtgen alanları listeleyen bir tablo sağlar. Bu, tasarımcıların, gösterge paneli kümeleri veya arka aydınlatmalı anahtarlar gibi renk eşleştirmenin kritik olduğu uygulamalar için sıkı kontrol edilmiş renk noktalarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

5. Mekanik, Paketleme ve Montaj Bilgileri

5.1 Mekanik Boyutlar ve Polarite

LED, standart bir PLCC-2 yüzey montaj paketinde bulunur. Mekanik çizim (PDF'de referans verilmiştir) toplam uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve toleranslar dahil olmak üzere kesin boyutları belirtir. Paket tipik olarak kalıplanmış bir lense sahiptir. Polarite, bir katot işareti ile belirtilir; bu genellikle paket üzerinde bir çentik veya noktadır ve PCB yerleşimi ile doğru şekilde hizalanmalıdır.

5.2 Önerilen PCB Yerleşimi ve Lehimleme

Güvenilir lehim bağlantıları ve optimal termal performans sağlamak için önerilen bir lehim pedi düzeni sağlanmıştır. Bu, metal pedler ve termal ped (varsa) için boyutları içerir. Yeniden akış lehimleme profili, maksimum 30 saniye için 260°C'lik bir tepe sıcaklığı ile belirtilmiştir. Paket hasarını veya iç malzemelerin bozulmasını önlemek için bu profile uyulması gereklidir.

5.3 Paketleme ve Taşıma Önlemleri

Bileşenler, otomatik al-yerleştir montaj makineleri için uygun bant ve makara paketleme ile tedarik edilir. Kullanım önlemleri arasında standart ESD taşıma prosedürleri (topraklanmış bileklikler ve iş istasyonları kullanarak), lens üzerinde mekanik stresden kaçınma ve kirlenmeyi önleme yer alır. Yüksek kükürt içeriğine sahip ortamlardaki uygulamalar için özel kükürt direnci test kriterleri de belirtilmiş olabilir.

6. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama otomotiv iç mekan aydınlatmasıdır. Bu, gösterge paneli kümeleri, infotainment sistem düğmeleri, iklim kontrol panelleri ve genel kabin ortam aydınlatması için arka aydınlatmayı içerir. Ayrıca, geniş görüş açısı ve soğuk beyaz ışık istenen çeşitli elektronik cihazlardaki anahtarların arka aydınlatması ve genel gösterge amaçları için de uygundur.

6.2 Devre Tasarımı ve Termal Hususlar

Tasarımcılar, LED parlaklığının gerilim değil akımın bir fonksiyonu olduğu için, kararlı ışık çıkışı ve uzun LED ömrü sağlamak amacıyla sabit akımlı bir sürücü devresi uygulamalıdır. Basit uygulamalar için seri bir direnç kullanılabilir, ancak otomotiv gerilim ortamları (örneğin, 12V sistemi) için aktif bir sürücü önerilir. Termal tasarım tartışılmazdır. PCB, LED'in lehim pedlerinden daha büyük bir bakır alana veya soğutucuya yeterli bir termal yol sağlamalıdır; özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken jonksiyon sıcaklığını 125°C maksimumunun oldukça altında tutmak için bu gereklidir.

6.3 Optik Tasarım Hususları

120 derecelik görüş açısı, ışığın geniş bir Lambert deseninde yayıldığı anlamına gelir. Daha odaklanmış bir ışın demeti gerektiren uygulamalar için, lensler veya ışık kılavuzları gibi ikincil optikler kullanılmalıdır. LED'in emisyon deseninin bu optik elemanlarla etkileşimi, istenen aydınlatma etkisini elde etmek için simüle edilmeli veya prototipi yapılmalıdır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Seçim Kılavuzu

Otomotiv iç mekan uygulamaları için bir LED seçerken, bu parçanın temel farklılaştırıcıları arasında AEC-Q102 kalifikasyonu, geniş görüş açısı ve spesifik ışık şiddeti grupları yer alır. Otomotiv sınıfı olmayan LED'lerle karşılaştırıldığında, bu bileşen termal şok, nem ve uzun süreli operasyonel stres altında kanıtlanmış güvenilirlik sunar. PLCC-2 paketi, daha küçük çip ölçekli paketler veya daha büyük delikli cihazlarla karşılaştırıldığında boyut, ışık çıkışı ve montaj kolaylığı arasında iyi bir denge sunar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Gruplandırma (binning) bilgisinin amacı nedir?

C: Gruplandırma, bir üretim partisi içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlar. Birden fazla LED'i yan yana kullanan uygulamalar için (arka aydınlatma paneli gibi), ışık şiddeti ve kromatiklik koordinatları için sıkı bir grup belirlemek, bireysel LED'ler arasında görünür parlaklık veya renk farklılıklarını önler.

S: Bu LED'i doğrudan 5V veya 12V kaynağından sürebilir miyim?

C: Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri geriliminden daha yüksek bir gerilim kaynağına doğrudan bağlamak, aşırı akım akışına neden olur ve potansiyel olarak anında tahrip edebilir. Her zaman bir direnç veya özel bir LED sürücü entegresi gibi bir akım sınırlama mekanizması kullanmalısınız.

S: Termal direnç şartnamesi neden önemlidir?

C: Termal direnç, ısının LED jonksiyonundan ne kadar etkili bir şekilde kaçabileceğini ölçer. Daha düşük bir değer daha iyi ısı dağılımı anlamına gelir. Maksimum jonksiyon sıcaklığını aşmak, ışık çıkışını önemli ölçüde azaltır ve LED'in operasyonel ömrünü büyük ölçüde kısaltır. Termal direnç ve düşürme eğrisi rehberliğinde uygun soğutma, güvenilir performans için çok önemlidir.

S: MSL 3 depolama ve taşıma için ne anlama gelir?

C: MSL (Nem Duyarlılık Seviyesi) 3, paketin ortam koşullarına 168 saatten (7 gün) fazla maruz kalması durumunda zararlı seviyelerde nem emebileceği anlamına gelir. Bu süreden sonra veya orijinal kapalı torba açıldıktan sonra, bileşenler "patlamış mısır" veya iç katman ayrılmasını önlemek için güvenli bir şekilde yeniden akış lehimlemesi yapılmadan önce belirtilen bir profile göre kurutulmalıdır.

9. Çalışma Prensipleri

Bu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Çekirdek yarı iletken çip, ileri öngerilim altında (elektrolüminesans) mavi ışık yayar. Bu mavi ışık, çip üzerine veya yakınına biriktirilmiş sarı (veya sarı ve kırmızı) fosfor malzeme katmanına çarpar. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve daha uzun dalga boylarında (sarı, kırmızı) daha geniş bir spektrum olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosfor dönüştürülmüş ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısıyla sonuçlanır. Mavi ve fosfor emisyonunun kesin oranı, bu durumda Soğuk Beyaz olan ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler.

10. Sektör Trendleri ve Bağlam

Otomotiv iç mekan aydınlatmasındaki trend, daha yüksek entegrasyon, dinamik aydınlatma ve kişiselleştirilmiş ortam deneyimlerine doğru ilerlemektedir. Bu PLCC-2 bileşeni gibi ayrık LED'ler anahtar arka aydınlatması ve temel göstergeler için hayati önemini korurken, esnek LED şeritlerinin, adreslenebilir RGB LED'lerin ve kesintisiz ışık yüzeyleri oluşturmak için gelişmiş ışık kılavuzu teknolojilerinin benimsenmesi artmaktadır. Ayrıca, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen) ve geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) talebi, fosfor teknolojisi ve çip tasarımında ilerlemeleri zorlamaya devam etmektedir. Bu veri sayfasında vurgulanan katı otomotiv kalifikasyonları (AEC-Q102) ve çevresel uyumluluk (halojensiz), sektörün güvenilirlik, uzun ömürlülük ve çevresel sorumluluk üzerindeki genel odak noktasını yansıtmaktadır.